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如何最大限度发挥双面组件的优势?

发布日期:2019/5/27


       众所周知,双面组件能有效提升发电量、降低系统LCOE,相比传统单面组件具有不可比拟的优势。据国际光伏技术发展蓝图(ITRPV)预测,未来十年双面组件在组件市场的份额呈逐年增长趋势,2019年占10%,2028年将超35%。但是双面组件系统方案设计需考虑的影响因素很多,系统设计的复杂性成为双面组件大规模应用的最大障碍。





影响双面组件发电量的直流侧因素很多
导致系统设计非常复杂



       如上图所示,组串朝向、倾角、安装高度、反射背景、阴影遮挡等现场差异性,导致双面组件在不同项目甚至是不同时刻的实际输出功率差异很大,这就要求设计人员不能一刀切地照搬常规组件的串并联和逆变器的配置,而应该根据具体项目来精细设计,并需要更专业的双面组件设计工具,尤其是智能设计工具来辅助。

       双面组件系统设计工具的前提是发电量评估。NREL、美国圣地亚国家实验室以及德国Fraunhofer ISE的研究人员着重研究了Ray-tracing和View-factor两个模型,较为准确地描述双面组件背面的增益。然而这两个模型基于3D建模,算法复杂,运算耗时,无法满足工程应用的实际需求。

       华为在这两个模型的基础上进行了简化和优化,抓住散射光和反射光这两大主要矛盾,建立了适用于大型地面电站的更优化的2D物理模型,融合全场景、自适应、自学习的智能算法,可在计算速度和设计细节之间找到平衡点,精准输出最优设计方案,较常规设计方案发电量提升3%以上,是当前业内领先的涵盖直流侧和交流侧的双面组件电站设计工具,其精准性在众多案例中得到验证。





       如印度某光伏项目,该项目位于印度Rajasthan邦沙漠地区,几乎终年无降水、植被稀少。基于常规方案设计的经验,客户认为双面组件的发电量增益仅为5%左右。华为技术专家结合项目情况对整体方案设计进行了优化,包括支架和组件的排布、线缆布局等,从400多个方案中选出倾角、间距、离地高度在某个特定值的最佳LCOE方案,相比常规方案可有效提升发电量16.5%以上,达到最优LCOE 0.1897元/kWh。该结果得到了客户的一致认可。




综合各项因素约有400多个可选方案
图中红点为最佳LCOE方案



       除了从整体解决方案角度进行优化外,逆变器也是双面组件光伏系统优化中最重要的核心设备。由于双面组件电流较大,熔丝处于小电流过载时的熔断时间将变得很长,熔丝在这种“将断未断”的情况下,大大增加了发生火灾的几率,因此,双面组件系统设计不推荐使用熔丝。




SUN2000-175KTL-H0



       而双面组件背面辐照不均匀,导致组件最终输出总体功率不同,通常双面组件系统失配是常规组件的3倍以上,这就要求逆变器的MPPT颗粒度更细,并在系统设计和组串接入逆变器时尽量避免不一致造成的失配损失。

       华为1500V智能组串式逆变器采用无熔丝设计,其多路MPPT技术有效降低组串失配,可将发电量提升2%以上,与传统集中式逆变器相比,组串式逆变器可使发电量提高4.5%,无疑是匹配双面组件的最佳选择。据了解,华为将在6月4-6日国际太阳能光伏与智慧能源展(SNEC)重磅发布SUN2000-175KTL-H0和智能光伏6.0解决方案,搭载华为专利的多峰算法,可在200毫秒内实现最高功率峰值跟踪,9路MPPT可显著降低组串失配。






       华为致力于在AI、物联网、云计算与华为智能光伏相融合中发挥主导作用,将最先进的技术带给客户。据全球权威咨询公司IHS Markit最新报告披露,华为2015年至2018年间连续四年全球逆变器出货量稳居第一。华为不仅仅是逆变器供应商,更是客户专属的整体系统解决方案顾问。华为智能光伏的资深专家在组件、箱变、电缆、配电、逆变器等方面具有丰富经验,可以从整体系统出发,优化解决方案并提供专业的设计增值服务,帮助客户做出收益最大化的最优方案。


来源:华为智能光伏

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